CC BY
15
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ (ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА ш. С. М. КИРША
Том 297 1975
БОЛОТНЫЕ ВОДЫ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ
Н. М. РАССКАЗОВ, П. А. УДОДОВ, А. Д. НАЗАРОВ, Т. Я. ЕМЕЛЬЯНОВА
Болотные (торфяные) воды имеют широкое распространение на территории Западно-Сибирской низменности и существенно влияют на формирование речного и подземного -(¡грунтового) стоков и микроклимата района, условия освоения нефтегазоносных, железорудных и бок-ситоносных районов и 'развития сельского хозяйства, лесной, торфодобывающей и других отраслей промышленности. Торфяные воды и торфы обладают ценными бальнеологическими свойствами и могут быть использованы наряду с другими минеральными ¡подземными водами, в лечебных целях. Кроме того, торфы могут широко использоваться как органическое и микроудобрания (особенно низинные), топливный, поделочный и подстилочный материал.
Основной объем тюлевых работ по рассматриваемой в статье тематике выполнен авторами совместно с геологическими и проектно-изы-скательскими организациями в Томской и Новосибирской (северная часть) областях. В связи с этим для обсуждения предлагаются данные главным образом по указанным регионам.
Гидрогеохимические исследования торфяных месторождений, проводимые авторами систематически с 1963 г., являются (комплексными, включающими в себя изучение динамической системы равновесия вода — газ — подстилающая порода — торф в целом [5, 6, 7, 8].
Отбор проб воды, газа, ¡пород и торфа на различные виды анализа производился в соответствии с общепринятыми методиками [3, 9] во время маршрутных съемок на характерных торфяных месторождениях. С целью выявления взаимосвязи болотных и более глубоких подземных вод и изменения состава вод и торфов с глубиной широко использовались мелкие скважины и шурфы.
Геология и гидрогеология характеризуемых районов; литологиче-ский состав подстилающих торф отложений и площадное распределение различных типов торфяных месторождений и залежей описаны с широким привлечением фондового (материала Новосибирского и Томского территориальных геологических управлений и института «Гипроторф-разведка», с которыми авторы сотрудничали на хоздоговорных началах.
Ь Общие сведения о заболоченных территориях региона
Болотные массивы характеризуемого района, согласно данным института «Гипроторфразведка», представлены главным образом верховыми и низинными торфяными месторождениями при подчиненном
распространении переходных и смешанных. Ори этом наблюдается некоторая зональность развития различных типов месторождений торфа, заключающаяся в смене с юга- на север низинных и переходных торфяников верховыми. Исключением являются современные и древние долины рек, где преимущественно развиты низинные торфяники.
Следует отметить, 'что почти все 'переходные и верховые торфяные месторождения содержат в 'подошве слой низинного торфа. Часто наблюдается переслаивание различных типов торфа. В составе подстилающих торф отложений на водораздельных участках в указанном направлении также происходит закономерная смена глинистых пород с повышенной .карбанатностью (до 13% СаС03) пеечано-гаинистыми с содержанием карбонатов до 0,5% (табл. 1). При этом наблюдается совпадение районов развития низинных торфяников с районом распространения подстилающих (пород повышенной карбонатное™.
Состав торфа низинных месторождений, определенный сотрудником Томского государственного университета Г. Г. Яснопольской, главным образом осоково-гипновый, осоково-древееный, осоковый и топяно-лесной, переходных месторождений — осоково-сфагновый и верховых месторождений — сфагновый.
Зольность торфов увеличивается в сторону низинных, ' причем низинные торфы пойменных ¡месторождений имеют более высокую зольность (до 60%), чем низинные торфы 'водораздельных /месторождений (26,5%). Вероятно, этим и объясняется более ¡высокое содержание микрокомнонентов в торфах низинных месторождений (табл. 2). ¡При-внос микрокомпонентов в торфы осуществляется ¡большей частью вместе с глинистыми частицами размываемых пород, более обогащенных микрокомнонентами (табл. 1).
При питании торфяных месторождений минерализованными подземными вода-ми последние также 'будут оказывать значительное влияние на обогащение торфов микрокомпонентами (табл. 3). Кроме того, часть микрокомпонентов привносится вместе с атмосферными осадками (табл. 3). 'В свою очередь, избирательная способность растений и физи-ко-химичеокие условия ¡приводят к перераспределению микрокомпонентов между торфами, -водами и глинистыми частицами.
II. Состав вод заболоченных территорий региона
Формирование состава вод и торфов торфяных месторождений обусловлено влиянием геологических, физико-географических, геоморфологических, гидрогеологических, тидрогеохимических и других факторов, определяющих скорость роста торфа, питание болот, минерализацию торфяных вод и другие условия.
В характеризуемом регионе важное значение имеет учет геоморфологических условий залегания торфяных месторождений. В связи с этим, авторами предлагается выделять долинные, водораздельные и торфяные месторождения древних долин.
В свою очередь, среди долинных месторождений следует выделять пойменные и террасовые (низких и высоких террас) месторождения с подразделением последних по составу подстилающих пород, торфов, вод и газов на более мелкие таксономические единицы. 'Примерно то же самое можно сказать и в отношении, торфяных месторождений водоразделов и древних долин (табл. 4).
Так как в питании торфяных месторождений в различной степени принимают участие атмосферные, поверхностные (речные и (паводковые) и подземные воды, то ниже, наряду с торфяными, приводится характеристика и указанных вод.
Таблица 1
Среднее содержание микрокомпонентов н карбонатов в подстилающих торф породах региона
Карб. % СаС03 Содержание; в % к возд. сухой массе
Месторождение Тип месторождений Порода Число проб РЬ Си п N1 со Т1 Сг V Мп Ва
Пойменные
Обокое Ср. Васюган Соснинское низинное « « глина глина глина 6 3 2 1,5 2,84 0,5 0,001 0,001 0,001 0,001 0,002 0,001 о о о ООО ООО со сл сл 0,001 0,002 0,001 0,001 0,002 0,07 0,12 0,02 0,002 0,004 0,001 0,001 0,002 0,001 0,27 0,06 0,02 0,05 0,03 0,01
Террасовые
Б. Таганское Александровское « верховое суглинок + суглинок 2 2 0,5 0,001 0,001 0,001 — 0,001 0,001 сл. 0,005 0,1 0,005 0,003 0,5 0,02 0,1 0,003
В одораздельные
Маяковское Васюганское Васюганское Васюганское верховое низинное переходи, верховое суглинок-глина глина глина 1 4 1 2 4,3 10,6 9,62 5,62 0,001 0,001 0,003 0,001 0,005 0,003 0,001 0,001 0,001 0,001 0,2 0,02 0,007 0,001 0,005 0,001 0,07 0,007 0,07
Содержание микрокомпонентов в болотных отложениях (в % к воздушно-сухой массе) региона
Содержание микрокомпонентов
Месторождение Зольн. % проб РЬ Си ■ Zn Ni j Со Sr Ti V Мп Ва
Пойм е н н ы е НИЗИНН ые месторождения
Обское 41,8 23 0,001 0,001 0,003 0,001 0,001 0,14 0,035 0,0005 ' 0,154 0,08
Александровское 43,4 2 0,001 0,001 0,003 0,001 0,001 — 0,01 0,001 0,005 0,005
Соснинское 49,1 3 0,001 0,001 0,003 0,001 0,001 — 0,015 0,001 - 0,01 0,01
Ср. Васюган 45,4 2 — 0,001 0,002 0,001 0,001 — 0,01 0,001 0,005 0,005
Усть-Сильгин. 39,5 1 — 0,001 0,002 0,001 0,001 — 0,01 0,001 0,005 0,01
Терр а с о в ы с низинные ме сторождения
Б. Таганское 33,3 2 — — — — 0,07 0,002 0,007 0,1 0,05
Т е р р а совые переход н ы е м е с т о р о ж д е н и я
Н. Васюганск. 16,0 1 0,001 0,001 0,003 0,001 0,001 — 0,01 0,001 0,01 0,01
Чебачье 24,6 4 0,001 0,001 0,002 0,001" 0,001 0,02 0,07 0,002 0,01 0,02
Терр а с о в ы е верховые ме с т о р о ж д е н и я
Александровское 4,24 10 0,001 0,001 0,005 — — 0,1 0,038 0,001 0,017 0,03
Ср. Васюган 2,84 2 0,003 0,004 0,007 0,002 0,002 — 0,03 0,001 0,04 0,016
Нов. Васюган 3,74 1 0,001 0,001 0,003 — — — 0,05 — 0,01 0,01
Чебачье 3,9 3 0,002 0,002 0,002 0,002 0,001 0,017 0,034 0,003 0,07 0,016
В и д о р а з д е л ь н ые низинные месторождения
Васюганское 8,8 4 0,001 0,001 0,003 — — 0,025 0,003 — 0,045 0,012
В о д о р а з дельны е п е р е х одные ; месторождени я
Васюганское 6,71 3 — 0,001 0,001 0,001 0,001 0,05 0,004 — 0,04 0,02
Маяковское 3,53 1 — 0,001 0,005 0,001 — — 0,03 0,002 0,005 0,02
В о д о р а з д е л ь н ые верховые месторождения
Васюганское и 5 — 0,001 0,003 0,001 0,001 0,11 0,011 0,001 0,05 0,02
Нов. Васюганское 1,7 1 0,001 0,001 0,005 — — — 0,007 — 0,03 0,02
Колпашевское 2,3 2 0,001 0,001 0,003 — — — 0,005 — 0,02 0,01
Маяковское 4,21 4 0,004 0,003 0.017 0,003 0,002 — 0,025 0,002 0,035 0,002
Низинные ме сторож д е н и я древних долин
М. Таганское 26,6 2 0,001 0,001 0,003 0,001 0,001 0,1 0,01 0,001 ОД 0,03
Содержание микрокомпонентов в водах заболоченных территорий региона
Месторождение Дата отбора Число проб Средние значения, в мкг л
РЬ Си N1 ' Со Эг Л V Мп Ва
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Атмосферные (снеговые) воды
Обское 14.2.63 3 1,95 1,3 2,7 1,8 4,3 1,58 5,7 2,27
Александровское 20.2.67 2 1,4 0.9 2,2 1,5 1,2 2,8 1,5 0$ 6,6 1,2
Васюганское 20.3.64 2 2,4 1,5 28 1,8 1,6 • 7,6 1,6
М. Таганское 12.2.63 4 2,9 3,8 4,5 1,4 Э4 4,6 40 4,2
Поверхностные в оды
Обское 28.6.68 2 0,2 1,0 25,0 — —. — 0,2 0,4 60 20
Васюганское 25.6.64 10 0,05 0,62 26,5 0,3 0,12 0,6 1,1 0,4 30 20
Ср. Васюганское 20.6.67 2 — 2,0 12,4 2,0 — — 6,0 0,8 200 20
Паводковые воды
Обское 6.5.68 2 0,25 0,25 6,3 — 0,1 — 0,3 0,4 63 8,0
Обское 6.7.68 2 0,2 0,1 10,0 0,3 0,1 0,3 0,6 0,6 89 11,1
Подземные воды подстилающих пород
Обское 28.6.68 2 _ 0,5 1,5 1,2 0,6 0,9 1,56 0,6 26 3,0
Васюганское 20.7.64 7 0,5 0,9 72,6 1,5 — 4,0 5,5 1,5 73,5
Александровское 16.7.68 2 — 0,9 18,0 — .0,9 9,0 27,0
Торфяные воды
Пойменных низинных месторождений
Обское 16.9.67 8 0,15 0,9 4,5 — — 0,3 0,45 0,1 30 5,1
Александровское 16.7.68 2 0,2 0,6 4,4 1,1 0,5 1,1 0,3 30 6,4
Соснинское 15.7.68 2 0,4 0,6 6,6 1,1 0,5 0,53 0,2 35 9,0
Ср. Васюган 23.8.68 2 0,35 0,4 3,2 0,9 0,4 0,91 0,2 35 6,3
У-Сильгин. 25.8.68 1 0.35 0,2 3,3 0,7 0,4 0,64 0,3 30 6,2
Террасовых низинных месторождений
Б. Таганское 6 0,2 4,6 38 — _ 1,4 — 36,1 2,3
Продолжение таблицы 3
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Террасовых переходных месторождений
Н. Васюган. 19.8.68 1 0,2 1,2 6,1 • 1,6 82,1 22,1
Чебачье 21.8.66 1 0,4 0,5 10,1 4,3 101,0 43,0
Террасовых верховых месторождений
Александровское 16.7.68 ' 8 0,4 0,35 4,1 2,5 4,5 0,1 17,6 4,0
Ср. Васюган 23.8.68 2 0,4 0,35 3,3 0,3 3,3 4,3 0,1 21.1 6,2
Нов. Васюган 19.8.68 1 0,4 0,35 4,4 0,25 3,4 4,3 0,1 15,4 6,2
Чебачье 31.8.68 2 0,3 0,4 5,3 4,3 0,1 35,1, 3.1
Водораздельных низинных месторождений
Васюганское 7.64 9 5,2 Ы 2,6 0,35 10,0 1,1 181 9,8
Водораздельных переходных месторождений
Васюганское 7.64 1 0,4 0,1 9,0 3,0 300
Маяковское 28.8.68 2 0,4 0,1 2,3 0,4 2,1 0,1 63,0 12,0
Водораздельных верховых месторождений
Васюганское 7.64 4 2,5 1,5 2,8 0,4 2,1 0,6 60,0 12,5
Нововасюганское 7.65 1 — 1,2 14,8 2,0 2,0 — 120,0 20,0
Колпашевское 28.8.68 2 0,3 0,1 5,3 0,6 2,1' 0,6 0,2 35,0 20,0
Маяковское 28.8.68 2 0,4 0,1 5,8 0,4 2,1 0,6 0,1' 31,4 20,0
Н'ИЗ Ш1 ныл месторождений древних долин
М. Таганское 11 0,3 1,2 15,3 0,1 2,7 42,6
Таблица 4
Классификационная схема торфяных месторождений региона
Тип П/тип Состав подстилающих по£од Питание Состав торфа Примеры
пойменный песчано-глини-стые смешанное 1 низинный 1 Обское
Долинный »к еа о песчано-глини-стые подземное атмосферное атмосферное подземное атмосферное подземное подземное атмосферное низинный переходный верховой смешанный Б. Таганское Чебачье Александровское
о те о. о, си е- песчаные подземное атмосферное подземное атмосферное атмосферное подземное подземное атмосферное низинный переходный верховой смешанный Н. Васюган-ское Ср. Васюган-ское
глинистые атмосферное низинный переходный верховой смешанный Васюганское Васюганское Васюганское Васюганское
О <п о. о «=( о песчано-глини- стые атмосферное подземное низинный переходный верховой смешанный Маяковское Маяковское
СП преимущественно песчаные атмосферное подземное низинный переходный верховой смешанный Тегульдетскос. Дикое
Древних долин песчано-гли-н истые смешанное низинный переходный верховой смешанный М. Таганское
\М а к р о |К о м ;П о н е н т н ый состав вод
Макракомпонентный состав изучался то общепринятой методике [9]. Результаты анализов сведены в табл. 5. При характеристике состава вод авторы (пользовались классификацией Александрова-Шука-рева. Атмосферные (снеговые и дождевые) воды имеют кислую среду, смешанный ионный состав ¡и низшую минерализацию (до 15 мг/л).
Для (речных вод характерны смешанный ионный состав, среда слабокислая до слабощелочной, минерализация 58—296 мг]л и содержание С02 своб. от 2,2 до 22 мг/л. Железо не отмечено. Аммоний зафиксирован до 2 мг/л. Количество взвешенных частиц © реке Оби -весной достигает 2—3 г/л.
Общий химический состав вод заболоченных территорий региона
Месторождение Дата отбора Число проб рн Среднее содержание, в мг л
Са ** N3* -К' ын4 С Г SO¡ НСО3 С02 своб- М мг1л
Атмосферные (снеговые) воды
Обское 14.2.63 3 5,5 1,5 0,12 1,8 2,1 — 3,0 5,2 . 7,02
Александровское 20.2.67 2 5,3 1,4 0,12 2,95 0,4 — 2,2 — 2,8 4,3 8,47
М. Таганское 12.2.63 4 5,6 1,8 0,12 9,4 5,4 _ 2,7 15,2 17,9 27,02
% Поверхностные воды
Обское 28.6.68 2 7,4 42,3 17,0 7,36 0,2 0,2 4,6 — 152,5 3,96 148,а
Васюганское 25.6.64 10 7,2 29,8 15,2 45,5 2,4 0,2 26,9 — 96,8 7,3 134,8
Ср. Васюганское 20.6.67 2 7,1 24,8 35,0 20,5 0,2 14,1 — 152,5 9,2 171,1
Паводковые воды
Обское 6.5.68 2 6,7 39,2 18,6 5,8 0,9 0,3 21,6 — 190,0 6,2 180,3
Обское 6,7.68 2 7,0 92,1 11,5 13,4 1,3 0,5 23,4 — 122,0 15,8. 203,2
Подземные воды подстилающих пород
Обское 28.6.68 2 7,2 35,7 66,0 46,67 0,2 2,1 44,3 — 488,0 29,0 436,7
Васюганское 20.7.64 4 6,7 89,5 71,1 25,2 1,1 0,4 195,0 — 384,5 46,5 550,0
Александровское 16.7.68 2 '6,2 40,8 9,36 21,4 — — 34,0 16,0 97,6 25,1 170,4
Торфяные воды
пойменных низинных месторождении
Обское 16.9.67 8 7,2 80,0 15,4 28,6 0,3 0,9 13,2 ' — 377,8 13,7 324,7
Александровское 16.7.68 2
Соснинское 15.7.68 2 131,2
Ср. Васюганское 23.8.68 2 6,9 1,0 ■ 8,5 28,5 10,0 2,5 17,7 — 122,0
У-Сильгинское 25.6.68 1
о-
террасовых низинных месторождений
Б. Таганское 3 6,6 31,7 19,5 14,6 0,4 7,1 — 221,9 4,4 180,3
террасовых переходных месторождений
Н. Васюганское 19.8.68 1
Чебачье 21.8.66 1 5,0 3,1 5,2 13,8 — — 15,0 — 49,3 4,0 61,8
террасовых верховых месторождений
Александровское 16.7.68 8 4,0 1,1 3,7 0,5 2,4 0,1 4,8 — 14,0 29,0 17,6
Ср. Васюганское 23.8.68 2 5,0 5,0 — 11,5 3,5 17,7 — 30,5 68,2.
Н. Васюганское 19.8.68 1
Чебачье 31.8.68 2 4,2 2,4 1,3 2,3 3,1 — 7,6 — 24,2 23,0 28,8
Водораздельных низинных месторождений
Васюганское 7.64 а 6,5
водораздельных переходных месторождений
Васюганское 7.64 I 5,0
Маяковское 28.8.68 2 33,0
водораздельных верховых месторождений
Васюганское 7.64 4 4,0 18,0
Н. Васюганское 7.65 1 3,6 5,0 — 17,3 1,5 26,4 — 12,2 26,4 55,0
Колпашевское 28.8.68 2 4,1 1,0 — 6,7 1,4 5,1 16,2 22,4
Маяковское 28.8.68 2 4,5 12,5 — 4,6 4,7 8,9 45,7 53,6
низинных месторождений древних долин
М. Таганское 6.63 11 6,3 23,4 12,5 6,6 0,4 6,6 2,5 — 144,2 26,9 И7,а
Паводковые снеговые воды весной характеризуются кислой средой, смешанным ионным составом и минерализацией 100—170 мг/л. Количество взвешенных частиц достигает 10 г/л. Паводковые дождевые воды летом характеризуются 'нейтральной средой, смешанным ионным составом и минерализацией до 253 мг/л. Количество взвешенных частиц было зафишировано 31 июня 1968 г. в 'районе села Трубачево равным
12.3 г/л.
Подземные воды, принимающие участие в питании пойменных и террасовых торфяных месторождений, имеют нейтральную среду, шд-р сжа р бон атно-¡кал ьциевы й состав ¡и 'минерализ ацию, достигающую 436,7 мг/л. Содержание железа достигает 2,1 мг/л, аммония — 2 мг/л и С02 свободного —129 мг/л.
Воды различных торфяных месторождений своеобразны по составу. Наибольшей минерализацией (250—410 мг/л) отличаются воды пойменных низинных торфяных месторождений, имеющие паводковое и подземное питание. Последним можно объяснить и повышенное содержание в водах железа (до (2,0 мг/л). Содержание в воде аммония и С02 своб. достигает соответственно 0,56 и 48,4 мг/л. Среда —от слабокислой до слабощелочной. Состав воды гидрокарбонатно-магниево-кальциевый.
Воды низинных террасовых торфяных месторождений, характеризующихся грунтовым и »частично атмосферным питанием, имеют минерализацию до 212 мг/л. Среда слабокислая. Состав вод чаще всего гид-рокарбонатно-кальциевый. Переходные террасовые месторождения, имеющие затрудненное подземное питание, характеризуются слабокислой »средой (рН 5—6), минерализацией — до 50 мг/л, содержанием аммония — до 6 мг/л, С02 своб.— до 30 мг/л, железа (единичные точки) — до 0,2-—0,3 мг/л.
Верховые террасовые месторождения имеют в основном атмосферное питание, кислую «среду (рН до 4,0), низкую минерализацию 18—
36.4 мг/л, смешанный ионный состав. Содержание аммония зафиксировано до 10 мг/л, СОг овоб.—до 37 мг/л. Железо в водах отмечается в единичных точках в .количестве 0,2—0,3 мг/л.
Для вод водораздельных низинных торфяных месторождений характерны слабокислая 'среда, невысокое содержание СОг своб. (20 мг]л), аммония и железа, гидрокарбонатно-магниево-кальциевый состав и минерализация около 76 мг/л. Воды переходных водораздельных торфяных месторождений имеют 'Смешанный ионный состав, кислую среду (рН 5,0) и низкую минерализацию ((до 33 мг]л). Железо не обнаружено. Для вод водораздельных ¡верховых месторождений характерен смешанный ионный состав, низкая (минерализация (18—20 мг/л), повышенное содержание /аммония (до 10 мг/л) и С02 своб. (до 55 мг/л), железо не отмечается.
Отсюда видно, что торфяные воды существенно отличаются от других подземных и поверхностных вод по макрокампонентному составу. При этом различные типы торфяных месторождений характеризуются специфическим составом вод [5, 7].
Многокомпонентный состав вод заболоченных территорий региона
Мдоирокомпонентный состав вод изучался ¡по методике Томского политехнического института [14]. Из анализа табл. 1—4 видно, что торфяные воды могут обогащаться микрокомпонентами как за 'счет вод (атмосферных, поверхностных и подземных), так и за счет выщелачивания пород и разложения самих торфов. Полученные данные сведены в табл. 3. Из таблицы видно, что торфяные ©оды характеризуются широ-
ким комплексом ■ Мй'крокомнойентов, выявляется также некоторая специфика ¡в распределении микрокомпонентов в ¡водах торфяных месторождений различных типов.
Газовый состав болотных вод
Состав свободных и (растворенных газов торфяных вод изучался на приборе ВТИ-2 и газояроматографе ХЛ-4 [3]. Отбор свободного газа производился ¡по общепринятой методике, а растворенного — с (помощью бутыли Савченко {3].
Подземные воды, питающие пойменные низинные торфяники, .имеют углекисло-азотный состав растворенных газов. В водах торфяных месторождений резко увеличивается содержание метана и тип вод по газовому составу становится уже азотно-метановым. Отмечается повышенное содержание ¡метана в водах верховых местороркдеиий (71 — 90%) по сравнению с низинными '(37—67%) (для свободных гадав, верхнего 20—25 см активного слоя торфа). На больших глубинах состав растворенных газов (из отжимов) существенно метановый.
Состав раствор енного о р г а н и ч е с к о г о вещества
(болотных вод
Изучение органических веществ торфяных вод по методике И. В. Тюрина [13] и с помощью электронного микроскопа |[<1] показывает, что, во-первых, общее содержание органического вещества (Собщ. ) в торфяных водах выше, чем в грунтовых; во-вторых, в водах верховых месторождений Собш. выше (до 107 жг/л), чем в водах низинных (до 25 мъ/л); и, в-третьих, органическое вещество оказывает большое влияние на миграцию микрокомпонентов в торфяных водах, образуя с последними различные органические соединения (гуматы, фульваты и другие).
(И з о топ н ы й с ос т а в водорода болотных вод
О распределении дейтерия в водах торфяных месторождений характеризуемого региона судить трудно как из-за малого 'количества изученных проб, так и из-за влияния атмосферных осадков, изотопный состав которых подвержен значительным ¡колебаниям.
В общем плане отмечается обеднение дейтерия атмосферных осадков по ¡сравнению с ¡подземными водами. Особенно обеднены дейтерием снеговые воды. В то же время зафиксировано резкое увеличение содержания дейтерия в дождевых водах после длительного перерыва в выпадении осадков. При этом более всего обогащены дейтерием первые «порции» дождя.
Торфяные воды на изотопный состав были отобраны одновременно 23 августа 1968 г. на двух соседних 'месторождениях (низинном и верховом) в районе села Средний Васюган с глубины 20 см. В период, предшествующий отбору проб, отмечалось неоднократное выпадение осадков в виде моросящего дождя. В течение последних суток дождя не было. Анализ вод денсиметрическим .методом показал повышенное содержание дейтерия ( + 1,3) в воде верхового и пониженное (—1,6)—в воде низинного торфяных месторождений по отношению к стандарту (вода реки Томи). Повышенное содержание дейтерия (+11,2) отмечено также в воде Александровского верхового месторождения, обследованного 16 июля 1968 г. в период длительного перерыва в выпадении осадков. Однако делать ¿какие-либо выводы по этому вопросу еще преждевременно.
112 1
М и кр оби о л о г и чески й состав болотных вод
Микрофлора торфяных вод и торфов была изучена методом питательных юред [10] на Малом Таганском месторождении инженером проблемной теологической лаборатории Томского политехнического института Шамолиным В. А. Последний отмечает высокую активность бактерий 8,7 тысячи, усваивающих минеральный азот—4Д и 2,2 тысячи, грибов— в верхнем (до 10 см) слое торфа и уменьшение активности с глубиной, а также колебания активности в зависимости от времени года. Проведенные режимные микробиологические наблюдения показали, что если в марте общее количество аммонифицирующих бактерий в одной части влажного торфа на глубинах 10 ¡и 20 см составляло соответственно 72 и 1,2 и 0,4 тысячи, а бактерий, разрушающих клетчатку, вообще не отме-. чалось, то в июне аммонифицирующие бактерии отмечены в количестве 987 тысяч на глубине 10 см и 81,9 тысячи на глубине 20 см, бактерии, усваивающие минеральный азот, соответственно 1400 и 196 тысяч, бактерии, разрушающие клетчатку,—170,4 и 13,1 тысячи и грибы—11,8 и 5,в тысячи.
В верховом водораздельном Ново-Васюганскам месторождении основная масса микроорганизмов относится к микроскопическим грибам. В незначительном 'количестве обнаружены спороносные бактерии, глубже 50 см вода и торф почти стерильны.
III. Состав поровых растворов торфов и подстилающих пород
Поровые растворы торфов и подстилающих ¡пород были изучены по методике П. А. Крюкова {2]лишь на Александровском и Средне-Васю-ганском месторождениях. Александровское месторождение сложено сверху, до 55—80 см, верховым, а ниже (до 100 см)—низинным торфом. 16 июля 1968 г. были отобраны образцы торфа на глубинах 20, 55 и 100 см и суглинки на расстоянии 30 см от подошвы торфа.
Изучение состава норовых растворов торфов показало, что с глубиной увеличивается минерализация от 20 до 101,4 мг]л (последнее отмечено в низинном торфе) и уменьшается Собщ.от 820 до 24,3 мг/л. Отмечено также, что Собш. уменьшается и с увеличением нагрузки при отжатии норовых растворов (от 305,1 мг/л при 5 кг/см2 до 105 мг/л гари 30 кг/см2). Содержание дейтерия в норовом растворе образца № 2 (нагрузка до 20 кг/см2) понижено (—'1,3) относительно стандарта. Состав растворенного газа, выделенного вакуумирюванием с ¡помощью особого приспособления из норового раствора, отжатого из специального образца торфа, отобранного с глубин более 55 см, метановый и реже азот-но-метановый.
-Поровый раствор подстилающих пород (имеет более высокую минерализацию 334,3 мг/л и очень низкое значение Собщ. (2,2 мг]л). Средне-Васюганское месторождение расположено на песках надпойменной террасы реки Васюган и 'сложено главным образом верховым торфом. При обследовании данного месторождения 24 ¡августа 1968 г. с помощью шурфов и мелких скважин было зафиксировано, что уровень грунтовых вод располагался на 90—¡120 см ниже подошвы торфа. Пески под торфом до глубины 20—85 см были окрашены в [коричневый цвет. Ниже окрашенного сдоя, а за пределами месторождения и с поверхности залегают оветло-серые, местами ожелезненные пески. Поровые растворы окрашенных песков содержат 36,4 мг/л органического вещества (Собщ.), светло-серых — 3,6 мг/л, торфа — 237,3 мг/л.
В настоящее (время еще трудно делать какие-либо выводы по паровым растворам. Намечены лишь некоторые особенности их состава. Эти иссл адов ани я продолж аются,
8 Заказ 8588
ИЗ
Состав водных вытяжек из подстилающих торф пород повышенной карбонатности
В качестве исходного растворителя были взяты дистиллированная и торфяная (Александровское верховое месторождение) воды по 900 мл на 300 граммов сухого тяжелого суглинка с карбонатностью 13% (на СаСОз), отобранного на Васюгансгом массиве с глубины 7,0 м. Отмечается увеличение минерализации вод до 220 и 434 мг/л, СОг овоб.— до 14 и 29 мг/л и ЫН4— до 0,2—0,6 мг/л, что указывает на возможность увеличения -.минерализации метеорных вод при контактировании с породами повышенной карбонатности. »Кроме того, состав водных вытяжек указывает на возможность обогащения торфяных вод микрокомпонентами пород.
IV. Вопросы методики гидрогеологических и гидрогеохимических исследований заболоченных территорий региона
Указанные гидрогеологические и гидрогеохимические особенности позволили авторам разработать новую методику гидрогеологических исследований заболоченных территорий характеризуемого региона с целью их осушения \[8]. В отличие от ранее предложенных методик [4, 12, 11] в ней рекомендуется значительно сократить число гидрогеологических скважин в районе развития глинистых ¡подстилающих пород как на стадии предварительных, так и на стадии детальных исследований. Скважины здесь нужно закладывать лишь для уточнения границ различных районов.
В то же время в северных районах, несмотря на преимущественное развитие верховых торфяных месторождений, следует ожидать подпитывания месторождения маломинерализованными ¡подземными водами подстилающих отложений и потому сокращение гидрогеологических скважин недопустимо. Авторами замечено также, что места выхода более глубоких подземных вод в болотах фиксируются по аномальному составу торфяных вод. Так, например, обследование такого выхода вблизи деревни Кисловки показывает следующее:
а) торфяные воды, удаленные от выходов подземных вод и имеющие слабое влияние последних, не содержат двухвалентное железо. Минерализация их равна 373,3 мг(/л, содержание шдрокарбонат-иона составляет 283,6 мг/л, трехвалентного железа — 0,3 мг/л, аммония — 2,3 мг/л, марганца —15,3 мкг/л, стронция — 27,2 мкг/л\
б) торфяные воды, находящиеся под влиянием восходящих подземных вод, имеют минерализацию 382, 1 мг/л, содержание двухвалентного железа —3,0 мг/л, трехвалентного железа—1,6 мг/л, шдрокарбонат-иона— 383 мг/л, марганца — 136,4 мкг/л, стронция — 43,1 мкг/л.
Это указывает на возможность использования состава торфяных ¡вод при поисках мест разпрузки более глубоких подземных вод и, 'следовательно, для обоснования места заложения гидрогеологических скважин. Предположительно участки разгрузки глубоких подземных вод можно выявить при дешифровании аэрофотоснимков по цепочкам озер, выходу из болот рек и ручьев или более затемненным местам снимков, приуроченных обычно к более увлажненным участкам [7].
Кроме того, проведенные гидрогеохимичеюкие исследования Колы-вань-Томской складчатой области показали возможность использования состава торфяных вод и торфов для выявления участков рудной минерализации и прослеживания разрывных нарушений. При выходе глубоких подземных вод на дневную поверхность последние теряют в результате смены физико-химических условий часть компонентов в виде карбонатных, окионых, сульфидных, арсенатных и других соедине-
ний, а также в результате сорбционных и других процессов. Не малую роль здесь играет и биологический геохимический барьер, так как обычно места разгрузки глубоких горизонтов заболочены. Болотные отложения в этих местах имеют высокую зольность (до '83%) • Вместе с карбонатами кальция выпадают ртуть, кадмий, серебро, свинец, железо, медь и барий, произведение растворимости карбонатов которых ниже, чем у кальция, а также никель, цинк, ¡марганец, сурьма и мышьяк. Последние, вероятно, сорбируются. Вместе с шдроокисл ам;и железа выпадают марганец, титан, фосфор, барий, мышьяк, хром, кобальт, свинец, стронций, цинк, никель. Так, например, в районе деревень Яшки-ко — Литвинове по повышенному содержанию в водах (в том числе и болотных), превышающему в 10 раз фоновое, свинца, меди, цинка, ртути намечена зона сульфидной минерализации [45].
Была также предпринята попытка изучения углеводородного и изотопного составов болотных газов с целью поисков нефтяных ¡и газовых месторождений (газовая съемка). Газовый анализ проб болотных газов, отобранных по профилю на Советском нефтяном месторождении, показал отсутствие в' них в пределах чувствительности использованного прибора (ХЛ-4) заметных количеств тяжелых углеводородов. Данные по изотопному составу углерода болотных газов еще не получены.
V. Вопросы осушения заболоченных территорий региона
Проведенные гидрогеологические и гидрогеохимические исследования позволяют провести районирование заболоченных территорий описываемого региона по условиям осушения. К наиболее трудноосушае-мым отнесены торфяные /месторождения современных долин рек, имеющие сложные условия питания при преобладании подземного. Ори их осушении требуется ¡перехват подземных и паводковых вод и снижение напора вод подстилающего водоносного горизонта. Следует также учитывать периодическое заливание речными водами в многоводные годы.
¡К трудноосушаемым отнесены также водораздельные, (подстилающиеся песчаными и песчано-гл'инистыми отложениями, и торфяные месторождения древних долин. Эти месторождения имеют подземное и атмосферное (дождевое и снеговое) питание.
К типу средней трудности осушения отнесены водораздельные торфяные месторождения, подстилающиеся мощной толщей глин, но имеющие большую мощность торфа '(до 10,0 м).
К сравнительно легко осушаемым отнесены водораздельные торфяные месторождения, подстилающиеся мощной толщей глинистых пород, но имеющие мощность торфа до 4,5 м.
VI. Вопросы использования торфяных вод и торфов в народном хозяйстве
Авторы не останавливаются на общеизвестных фактах использования вод и торфов в лечебных целях, торфа как поделочного, подстилающего и топливного материала и органического удобрения.
Проведенные авторами дополнительные исследования показали возможность использования торфа в качестве микроудобрения и как исходного продукта для получения препарата «торфота» '[7].
Так, например, на Малом Таганском месторождении торфы содержат усвояемые растениями микрокомпоненты в достаточных для внесения в почву количествах.
Препарат «торфот», выделенный из торфа по методике Одесского института глазных болезней им, Филатова инженером Томского поли-
технического института Шамолиным В. А., прошел клиническую проверку в Томском медицинском институте. Наибольшая эффективность (69—71%) отмечена для ¡«торфота» низинных торфов и наименьшая (45—50%) — для верховых торфов.
Выводы
Таким образом, проведенные (гидрогеологические и гидрогеохимические исследования заболоченных территорий характеризуемого региона позволяют понновому рассмотреть ряд вопросов.
Воды торфяных месторождений являются подземными и могут быть отнесены в зависимости от конкретных условий к верховодке или грунтовым водам.
(Пойменные низинные торфяные месторождения (Обское и другие) имеют обычно постоянную гидравлическую связь с подошвенными подземными водами и могут рассматриваться как верхняя часть первого водоносного горизонта (горизонта грунтовых вод).
Воды террасовых (¡Большое Таганское и др.) и водораздельных (Средне-Васюганекое и др.) торфяных месторождений, залегающих на грунтах с хорошими фильтрационными свойствами, имеют или постоянную, или периодическую (гидравлическую связь, или являются подвешенными. Поэтому отнесение вод того или иного месторождения к грунтовым или верховодке должно решаться в каждом случае конкретно. Водораздельные торфяные месторождения, залегающие на глинистых грунтах (Васюганский торфяной массив и другие), изолированы от других водоносных горизонтов мощной толщей глин и потому являются первым водоносным (горизонтом (горизонтом грунтовых вод).
Намечаются также некоторые особенности формирования торфяных месторождений ([7]. Если преобладающее влияние минерализованных подземных вод на формирование низинных пойменных и террасовых торфяных месторождений не вызывает сомнения, то нельзя этого сказать в отношении формирования низинных водораздельных торфяных месторождений. Вообще, в развитии торфяных месторождений описываемого региона можно наметить низинную, переходную и верховую стадии. На это указывает и наличие слоя низинного торфа в подошве верховых и переходных месторождений. Этим можно объяснить и современное разнообразие типов торфяных месторождений региона. С данной точки зрения наличие низинных торфяных месторождений на Васю-ганском массиве может быть объяснено затянувшейся низинной стадией развития, обусловленной, в свою очередь, повышенной карбонат-ностью подстилающих пород (до 13—20% СаС03). В результате выщелачивания солей пород и торфов водами атмосферного происхождения минерализация последних увеличивается. Возможность повышения минерализации вод за счет солей пород подтверждается и проведенными экспериментами.
ЛИТЕРАТУРА
1. М. П. В о л о р о в и ч, Г. С. Мухина, В. П. Т решит, Н. В. Чураев. Электронная микроскопия торфа и его составляющих. Коллоидный журнал 22, 5, 1960.
2. П. А. К р ю к о в. Об исследованиях растворов, пропитывающих осадочные породы. Сб. «Проблемы гидрогеологии». М., Гоюгеолтехгаздат, 1960.
19693 Методическое пособие по отбору и анализу проб природных газов. Л., «Недра»,
4. Основные положения технических указаний по производству гидрогеологических и инженерно-геологических изысканий для мелиоративного строительства. М., Гипроводхоз, 1966?
5. Н. М. Рассказов и др. Болотные воды центральной части Западной Сибири. Материалы XXIII гидрохим. совещ. Новочеркасск, 1969.
6. Н. М. Ра с с к а з о в и др. Особенности химического состава торфяных вод Ва-сюганья. Труды межвузовск. конф. по гидрогеохим. и палеогидрогеол. методам исслед. в целях поисков месторождений полезных ископаемых. Томск, 1969.
7. Н. М. Рассказов и др. Основные гидрогеологические и гидрогеохимические особенности торфяных месторождений центральной части Обь-Иртышского междуречья и некоторые вопросы методики гидрогеологических исследований болот. (Кн. «Подземные воды Сибири и Д. Востока». М., «Наука», 1971.
8. Н. М. Рассказов, П. А. Удодов, А. Д. Назаров. К методике гидрогеологических исследований при разведке торфяных месторождений (на примере юго-востока Западно-Сибирской низменности). Тезисы докладов VII совещ. по подз. водам Сибири и Д. Востока, Иркутск— Новосибирск, 1973.
9. Д. А. Резников, И. Ю. Соколов, Е. П. Муликовская. Методы анализа природных вод. Гостехиздат, 1963.
10. А. Г. Родина. Методы водной микробиологии. Практическое руководство. M.-J1., «Наука», 1965.
11. Технические условия на разведку торфяных месторождений. 1964.
112. Труды центральной торфяной опытной станции, т. 5, 6, 11-939, (Методы исследования торфяных болот, ч. 1, полевое обследование).
13. И. В. Тюрин. Органическое вещество почвы и его роль в плодородии. М., «Наука», 1965.
14. П. А. Удодов, И. П. Онуфриенок, Ю. С. Пар и лов. Опыт гидрогеохимических исследований в Сибири. Изд. «Высшая школа», 1962.
15. П. А. Удодов и др. Гидрогеохимические исследования Колывань-Томской складчатой зоны. Томск, Изд-во Томского ун-та, 19711.
